1.什么是野指針

所謂野指針(wild pointer)，簡單講是指指向不可用的內(nèi)存區(qū)域的指針。需要注意的一點(diǎn)是，野指針與NULL空指針是不同的。NULL指針一般比較好判斷，直接用if (p==NULL)語句判斷即可。但是野指針指向的是垃圾內(nèi)存區(qū)域的指針，一旦使用往往會(huì)造成不可預(yù)測的結(jié)果，這種隨機(jī)不可預(yù)測的結(jié)果才是最可怕的。

2.未初始化

造成野指針最常見的情況之一就是指針未被正確初始化。任何指針在被創(chuàng)建的時(shí)候，不會(huì)自動(dòng)變成NULL指針，他的default值是隨機(jī)的。所以一個(gè)比較好的習(xí)慣是，指針剛創(chuàng)建的時(shí)候，要么設(shè)置為NULL空指針，要么指向合理的內(nèi)存區(qū)域。

看一下一個(gè)簡單例子

void func() {int* p;cout<<*p<<endl; }

我們在main方法中調(diào)用該函數(shù)，會(huì)得到輸出

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不難看出得到的就是一個(gè)隨機(jī)值。

3.懸垂指針

懸垂指針也是野指針常見的一種。當(dāng)我們顯式地從內(nèi)存中刪除一個(gè)對象或者返回時(shí)通過銷毀棧幀，并不會(huì)改變相關(guān)的指針的值。這個(gè)指針實(shí)際仍然指向內(nèi)存中相同位置，甚至該位置仍然可以被讀寫，只不過這時(shí)候該內(nèi)存區(qū)域完全不可控，因?yàn)槟悴荒鼙ＷC這塊內(nèi)存是不是被別的程序或者代碼使用過。

void dangling_point() {char *p = (char *)malloc(10);strcpy(p, "abc");cout<<p<<endl;free(p);if (p != NULL) cout<<p<<endl;strcpy(p, "def"); }

我們執(zhí)行free§語句時(shí)，p所指向的內(nèi)存被釋放，此時(shí)該內(nèi)存區(qū)域變成不可用內(nèi)存。但是，p此時(shí)指向的地址并沒有發(fā)生改變，而且也不會(huì)為空，所以if(p != NULL)判斷為真，會(huì)繼續(xù)執(zhí)行后面的語句。
但是strcpy(p, “def”); 這一句，雖然代碼不會(huì)報(bào)錯(cuò)崩潰，但此時(shí)正在篡改動(dòng)態(tài)內(nèi)存區(qū)，會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)料的結(jié)果，此操作相當(dāng)危險(xiǎn)，尤其是debug時(shí)候非常不好排查，往往會(huì)讓人崩潰…

為了避免懸垂指針的問題，一般做法是在free/delete指針以后，再將p=NULL，這樣就可以避免上述問題。

4.返回棧內(nèi)存指針或引用

看一個(gè)例子

int* return_ret() {int result = 1;return &result; }int main(int argc, char const *argv[]) {int *p = return_ret();cout<<*p<<endl;cout<<*p<<endl;return 0; }

首先，這段代碼能編譯通過。不過IDE會(huì)提醒warning:

test_code.cc:80:13: warning: address of stack memory associated with local variable 'result' returned [-Wreturn-stack-address]return &result;^~~~~~ 1 warning generated.

什么意思？就是我們返回了一個(gè)局部變量的棧內(nèi)內(nèi)存地址。
代碼也能正常運(yùn)行：

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我們注意看，第一個(gè)打印語句，甚至還能輸出"正確"的結(jié)果1。
但是到了第二個(gè)打印語句，此時(shí)輸出的結(jié)果就不可控了，因?yàn)榇藭r(shí)該內(nèi)存區(qū)域的內(nèi)容，已經(jīng)發(fā)生了變化。此時(shí)該內(nèi)存地址已經(jīng)變得不"可靠"，操作該內(nèi)存區(qū)域?qū)?huì)相當(dāng)危險(xiǎn)。

5.特殊的空指針

空指針為一特殊指針，是唯一一個(gè)對任何指針類型都合法的指針值。為了提高程序可讀性，標(biāo)準(zhǔn)庫定義了一個(gè)與0等價(jià)的符號(hào)常量NULL。p = 0；p = NULL；都是把p置為空指針值，上面兩種寫法等價(jià)。

6.free操作的真相

以下部分內(nèi)容來自網(wǎng)絡(luò)：

內(nèi)存管理有以下幾個(gè)層次（從高到低）：C程序 - C庫（malloc）- 操作系統(tǒng) - 物理內(nèi)存

首先，操作系統(tǒng)保證每個(gè)進(jìn)程都有獨(dú)立的虛擬內(nèi)存空間（32bit上應(yīng)該是4G吧，一般進(jìn)程也用不了這么多）。當(dāng)然實(shí)際上物理內(nèi)存是所有進(jìn)程共享的，所以當(dāng)你需要?jiǎng)討B(tài)內(nèi)存時(shí)，需要向操作系統(tǒng)申請，這時(shí)候雖然從你程序的角度，內(nèi)存是連續(xù)的，其實(shí)是被操作系統(tǒng)映射到某一塊物理內(nèi)存而已。程序用完內(nèi)存歸還后，實(shí)際歸還的部分可能被操作系統(tǒng)分配給其他進(jìn)程。

要注意，上面說的“歸還”是malloc庫的行為。malloc庫會(huì)使用一些策略來提高內(nèi)存使用的效率，比如程序需要使用10K內(nèi)存時(shí)，malloc實(shí)際可能上會(huì)申請1M，因?yàn)橐淮蜗到y(tǒng)調(diào)用開銷很大；再比如即使你調(diào)用了free“歸還“了程序使用的內(nèi)存，malloc庫也可能并未真正把這些內(nèi)存歸還給操作系統(tǒng)，因?yàn)閷沓绦蚩赡苓€會(huì)再申請動(dòng)態(tài)內(nèi)存。

malloc庫有多種實(shí)現(xiàn)，我知道的一種是使用標(biāo)記（tag）來存儲(chǔ)內(nèi)存的元信息。比如你申請了8個(gè)byte，得到的頭指針地址是0x1001（實(shí)際內(nèi)存為0x1001-0x1008），malloc會(huì)在0x1000（也就是頭指針-1的位置）保存8，即這段內(nèi)存的長度。等釋放時(shí)，程序?qū)㈩^指針地址傳給free，malloc庫從頭指針-1的位置發(fā)現(xiàn)需要釋放的內(nèi)存長度，釋放內(nèi)存（實(shí)際的操作可能只是將tag清空）。這就解釋了：1. 為什么和malloc不同，free的參數(shù)只有一個(gè)頭指針而不需要長度；2. free后內(nèi)存實(shí)際上可能并未歸還給操作系統(tǒng)。

所以，訪問被（程序）釋放的內(nèi)存是一種undefined行為，就是說結(jié)果是不確定的。在malloc庫未將此內(nèi)存歸還給操作系統(tǒng)也未進(jìn)行下一次動(dòng)態(tài)分配時(shí)，這塊內(nèi)存事實(shí)上仍屬于程序。而當(dāng)malloc庫不清理歸還的內(nèi)存時(shí)（多數(shù)實(shí)現(xiàn)都是如此），你能訪問到的值仍是原來的值。這和函數(shù)調(diào)用完畢而未清理?xiàng)⒑罄m(xù)調(diào)用函數(shù)可以訪問到之前已經(jīng)設(shè)置的局部變量值是一個(gè)道理。

但是，當(dāng)malloc庫已經(jīng)將內(nèi)存歸還給系統(tǒng)時(shí)，再去訪問原來的地址（更別說寫），由于這段地址已經(jīng)不屬于程序了，就會(huì)出現(xiàn)經(jīng)典的segmentation fault。

說到底，這些現(xiàn)象還是C語言庫為了更有效率的實(shí)現(xiàn)而妥協(xié)的結(jié)果。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的c++野指针小结的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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